(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で設置面積の小さい真空処理装置を提供する。【解決手段】真空容器の内部に配置されその上に処理対象の試料が載置される試料台５０４と、この試料台５０４と前記側壁との間で試料台の側方を囲んで且つ側壁と空間を空けて配置されその内側でプラズマが形成される略円筒形上の内側壁部材５３３と、この内側壁部材５３３の上端部または下端部の周縁に配置されフランジ部と、前記内側壁部材５３３と前記真空容器の側壁との間の空間及び前記内側壁部材の内側を減圧するための排気手段５０８とを備え、前記内側壁部材５３３が前記真空容器内が減圧された状態でその上端部及び下端部がそれに接した部材から力を受けてその位置が前記真空容器の内側で固定されるとともに、前記フランジ部が前記力を受けて前記内側壁部材５３３の内側と外側とを封止するシールを挟んで押圧されるプラズマ処理装置。【選択図】図５Ａ
2010050479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置される床面に対してその位置が固定された側壁を有しその内側と外側とが封止可能な真空容器と、
この真空容器の内部に配置されその上に処理対象の試料が載置される試料台と、
この試料台と前記側壁との間で試料台の側方を囲んで且つ側壁と空間を空けて配置されその内側でプラズマが形成される略円筒形上の内側壁部材と、
この内側壁部材の上端部または下端部の周縁に配置されフランジ部と、
前記内側壁部材と前記真空容器の側壁との間の空間及び前記内側壁部材の内側を減圧するための排気手段とを備え、
前記内側壁部材が前記真空容器内が減圧された状態でその上端部及び下端部がそれに接した部材から力を受けてその位置が前記真空容器の内側で固定されるとともに、
前記フランジ部が前記力を受けて前記内側壁部材の内側と外側とを封止するシールを挟んで押圧されるプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記内側壁部材が前記フランジ部の外周端が嵌合わされて前記内側壁部材の位置が固定されるプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記シールが前記フランジ部の押圧される面においてその試料台側に偏らせて配置され、前記フランジ部の外周端が前記真空容器の大気側に面したプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のプラズマ処理装置であって、前記フランジ部と接して前記内側壁部材を押圧する部材がこの部材の上方に配置された部材に接合された状態で前記内側壁部材の上方に脱離可能に構成されたプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のプラズマ処理装置であって、前記フランジ部が前記内側壁部材と前記真空容器との間で導通させる手段を挟んで押圧され前記内側壁部材の位置が固定されるプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマ処理装置であって、前記シールが前記内側壁部材と前記真空容器との間で導通させる機能を備えたプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧された装置内部で処理対象を処理する真空処理装置に係り、特に装置内において処理対象の半導体基板（ウエハ）をプラズマを用いて処理する装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
上記のような装置、特に、減圧された装置内において処理対象を処理する装置においては、処理の微細化、精密化とともに、処理対象である基板の処理の効率の向上が求められてきた。このために、近年では、一つの装置に複数の処理室が接続されて備えられたマルチチャンバ装置が開発され、処理対象の基板に対して一つの装置で複数行程の処理を施すことにより、処理の効率を向上させることが行われてきた。
【０００３】
このような複数の処理室あるいはチャンバを備えて処理を行う装置では、それぞれの処理室あるいはチャンバが、内部のガスやその圧力が減圧可能に調節され基板を搬送するためのロボットアーム等が備えられた搬送室（搬送チャンバ）に接続されている。
【０００４】
このような構成により、処理前または処理後の基板は１つの処理室から他の処理室へ減圧されたり不活性ガスが導入された搬送室内を搬送され、外気と接触することなく処理が連続的に施される。このため基板の汚染が抑制され処理の歩留まりや効率が向上する。
【０００５】
また、処理室や搬送室の内側を昇圧あるいは減圧する時間を省いたり削減したりすることができ、処理の工程が短縮され基板の処理全体に係る手間や時間を抑えて処理の効率が向上する。
【０００６】
また、このような装置では各処理室が装置から着脱可能に備えられており、装置本体を交換しなくとも処理室やその組合せを換えることで新しい処理のプロセスに対応することができ、ひいては基板処理を行って製品を製造するコストを低く抑えることができる。
【０００７】
このような処理室が着脱可能に設けられた真空処理装置の従来の技術は、特許文献１に開示されたものが知られている。この従来技術では、半導体ウエハを処理する各プロセスチャンバがウエハ搬送チャンバに着脱可能に取り付けられている。さらに、各プロセスチャンバはその下方にＸ軸、Ｙ軸あるいはＺ軸方向の移動ステージが備えられ、これらのステージの移動によって各プロセスチャンバのウエハ搬送チャンバへの取り付け位置を調節するものである。本従来技術は、このような構成により各プロセスチャンバの搬送チャンバに対する位置決めを容易にして着脱作業を容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２６７８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来技術では、次のような点について考慮が足らず、問題が有った。
【００１０】
上記のように、複数の処理室（プロセスチャンバ）が装置に隣り合って配置される場合、装置下方の移動ステージを含むガイド機構のために着脱されるユニットの大きさが大きくなり、装置の接地面積が大きくなってしまう。このため装置が設置されるクリーンルーム等のフロア上の設置可能な台数が低くなり、複数台の装置を稼働して製品を製造する場合の製造効率が低くなってしまうという点については、考慮されていなかった。
【００１１】
また、この設置面積を小さくしようとしてガイド機構を小さくすると、複数の処理室の間のスペースが小さくなるが、これが各処理室を接続／脱離作業を行ったりメンテナンスを行ったりする空間の低減につながり、脱着やメンテナンス作業の効率が低下して作業の時間が長くなり、ひいては装置が稼働していない非稼働時間が長くなって装置の稼働効率が低下してしまい、製造コストが高くなってしまうという問題が有ったが、これについても考慮されていなかった。
【００１２】
また、上記従来技術では各処理室と搬送チャンバとの接続を考慮しているが、処理室内で処理を行うための各機器、例えば、処理ガス、空気の供給、排気機構や電源、処理室内の部品の冷却のための冷媒供給機構等の着脱作業を容易にするための構成については、考慮されていなかった。つまり、処理室の着脱の際、位置合わせ以外の作業の効率を向上するための構成について考慮されておらず、作業の時間が長くなり装置の稼働効率が損なわれてしまうという問題点が有った。
【００１３】
さらに、各処理室の取り付け後、それぞれの処理室において安定して所期の性能を実現するための構成については考慮が足らなかった。すなわち、各処理室を取り付け後、取り付け前の処理室とは構成が異なる場合、取り付けた処理室毎に所期の性能が得られるように取り付け後の調整を行う必要が有り、着脱あるいはメンテナンスのための時間が長くなり、装置の稼働効率が低下してしまうという問題については考慮されていなかった。
【００１４】
また、上記の従来技術では、１つの処理室がメンテナンスや着脱作業時には、ウエハ搬送チャンバに取り付けられた他の処理室では処理を行うことができず、ある特定の処理室の着脱やメンテナンス作業の間隔がその装置におけるこれらの作業の間隔となってしまい、他の処理室の処理が行えるにも係わらず装置が停止していた。このため、装置の稼働効率を著しく損なってしまっていたという問題点については考慮されていなかった。
【００１５】
さらには、各処理室内の作業を行う場合、この処理室の内部の圧力を外気圧とほぼ等しくし、作業終了後には処理室で作業を行うため処理室内を減圧する必要がある。この昇圧／減圧の時間が長い場合には、相対的に処理室で処理することの時間を損なってしまうことになり、装置としての稼働効率が損なわれてしまい、ひいては製品の製造コストを大きくしてしまうという問題点については考慮されていなかった。
【００１６】
本発明の目的は、小型で設置面積の小さい真空処理装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の別の目的は、メンテナンスや機器の取り付け、取り外しといった作業が容易な真空処理装置を提供することに有る。
【００１８】
本発明の更に別の目的は、稼働効率を向上させた真空処理装置を提供することに有る。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するために、設置される床面に対してその位置が固定された側壁を有しその内側と外側とが封止可能な真空容器と、この真空容器の内部に配置されその上に処理対象の試料が載置される試料台と、この試料台と前記側壁との間で試料台の側方を囲んで且つ側壁と空間を空けて配置されその内側でプラズマが形成される略円筒形上の内側壁部材と、この内側壁部材の上端部または下端部の周縁に配置されフランジ部と、前記内側壁部材と前記真空容器の側壁との間の空間及び前記内側壁部材の内側を減圧するための排気手段とを備え、前記内側壁部材が前記真空容器内が減圧された状態でその上端部及び下端部がそれに接した部材から力を受けてその位置が前記真空容器の内側で固定されるとともに、前記フランジ部が前記力を受けて前記内側壁部材の内側と外側とを封止するシールを挟んで押圧されるプラズマ処理装置とした。
【００２０】
本発明の他の特徴は、前記内側壁部材が前記フランジ部の外周端が嵌合わされて前記内側壁部材の位置が固定されるプラズマ処理装置にある。
【００２１】
本発明の他の特徴は、前記シールが前記フランジ部の押圧される面においてその試料台側に偏らせて配置され、前記フランジ部の外周端が前記真空容器の大気側に面したプラズマ処理装置にある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、小型で設置面積の小さい真空処理装置を提供することができる。また、メンテナンスや機器の取り付け、取り外しといった作業が容易な真空処理装置を提供することができる。さらに、稼働効率を向上させた真空処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の実施例に係る真空処理装置の全体構成を示す前方から見た斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す真空処理装置の全体構成を示す後方から見た斜視図である。
【図２Ａ】図１に示す実施例に係る真空処理装置の構成の概略を示す上面図である。
【図２Ｂ】図１に示す実施例に係る真空処理装置の構成の概略を示す側面図である。
【図３Ａ】各ユニットの構成の概略を示す斜視図であり、各処理ユニットのまとまりを示す図である。
【図３Ｂ】各ユニットの構成の概略を示す斜視図であり、各々のユニットを分けて示す図である。
【図３Ｃ】各ユニットの構成の概略を示す斜視図であり、各々のユニットを分けて示す図である。
【図３Ｄ】各ユニットの構成の概略を示す斜視図であり、各々のユニットを分けて示す図である。
【図４】図１に示す実施例の制御ユニットと各処理ユニットとの位置関係を説明する側面図である。
【図５Ａ】図１に示す処理ユニットのうち処理ユニットにおける処理チャンバ部の構成の概略を示す縦断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す実施例の放電室部及び真空室部の接続部分の構成を示す縦断面図である。
【図６】図５に示す処理ユニットの処理チャンバ部の構成の概略を示す横断面図である。
【図７】図５に示す処理室部の部品の取出しを説明する縦断面図である。
【図８】図５に示す処理室部の部品の取出しを説明する縦断面図である。
【図９】図６に示す処理室部の処理チャンバ部の下部の構成の概略を示す横断面図である。
【図１０】図１に示す真空処理装置のエッチング処理ユニットの構成の概略を示す図である。
【図１１】図１０に示す処理ユニットの側面を示す図である。
【図１２Ａ】図１０に示すベッドを本実施例の真空処理装置外側後方から見た側面図である。
【図１２Ｂ】図１０に示すベッドを本実施例の真空処理装置外側上方から見た上面図である。
【図１３Ａ】図１０に示すベッドを本実施例の真空処理装置内側から見た側面図である。
【図１３Ｂ】図１０に示すベッドを本実施例の真空処理装置外側側方から見た側面図である。
【図１４】図１に示す実施例の信号及び流体の流れを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施例について、以下、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施例に係る真空処理装置の全体構成を示す斜視図である。図１Ａは前方から見た図であり、図１Ｂは後方から見た斜視図である。
【００２５】
この図において、本実施例の真空処理装置１００は大きく前後２つのブロックに分けられる。装置本体１００の前方側は装置に供給されたウエハが大気圧下で減圧されるチャンバへ搬送されて処理室へ供給される大気側ブロック１０１である。装置本体１００の後方側は、処理ブロック１０２である。この処理ブロック１０２には、減圧してウエハを処理する処理室を有する処理ユニット１０３，１０３’及び１０４，１０４’とこれらの処理室にウエハを減圧下で搬送する搬送ユニット１０５及びこの搬送ユニット１０５と大気側ブロック１０１とを接続する複数のロック室とを備えており、これらは減圧されて高い真空度の圧力に維持可能なユニットであり、処理ブロックは真空ブロックである。
【００２６】
大気側ブロック１０１は、内部に搬送ロボット（図示せず）を備えた筐体１０８を有し、この筐体１０８に取り付けられ処理用またはクリーニング用のウエハが収納されているウエハカセット１０９及びダミーウエハ用のダミーカセット１１０を備えている。さらに、搬送ロボットはこれらのカセット１０９，１１０とロック室ユニット１０６との間でウエハを搬入あるいは搬出する作業を行う。また、大気側ブロック１０１はその筐体１０８上に位置合せ部１１１を備えて、この位置合せ部１１１内において搬送されるウエハをカセット１０９，１１０或いはロック室ユニット１０６内のウエハ配置の姿勢に合わせてその位置合わせを行う。
【００２７】
また、本実施例における処理ブロック１０２の処理ユニット１０３，１０３’，１０４，１０４’は、処理ユニット１０３，１０３’が、カセット１０９から処理ブロック１０２に搬送されるウエハのエッチング処理を行うエッチング室を備えたエッチング処理ユニットであり、処理ユニット１０４，１０４’がウエハをアッシング処理するアッシング処理ユニットであり、搬送ユニット１０５はこれらの処理ユニットが着脱可能に取り付けられ内部が高い真空度に減圧されて維持される搬送室１１２を備えている。
【００２８】
さらに、この処理ブロック１０２には、上記処理ユニット１０３，１０３’，１０４，１０４’との間に配置され、これらのユニットあるいは処理室に必要なガスや液体等の流体の供給を調節する流量調節装置（Mass Flow Controller）を含む制御ユニット１０７ａ，１０７ｂが処理ユニット１０３，１０３’，１０４，１０４’に隣接して配置されている。また、処理ブロック１０２の下部には、上記した各々の処理ユニットに対応して各々必要なガス、冷媒の貯留部、排気部やこれらに電力供給する電源等のユーティリティを収納する矩形状のベッドとこれらを収納するフレーム１０６が配置されている。処理ユニット１０３，１０４の処理室部分や制御ユニット１０７、ベッドはこのフレーム１０６から取外し及び取り付け可能に構成され配置されている。
【００２９】
図２は、図１に示す実施例に係る真空処理装置１００の構成の概略を示す平面図であり、図２Ａは上方から見た図、図２Ｂは側方から見た図である。本実施例において、装置本体１００の前方側に配置された大気側ブロック１０１は、大気圧下でウエハを搬送、収納、位置決め等の取り扱いをする部分であり、後方側の処理ブロック１０２は、大気圧から減圧された圧力下でウエハを搬送、処理等を行いウエハを載置した状態で圧力を上下させる部分である。
【００３０】
また、上記の通り、搬送ユニット１０５を構成する搬送室１１２と大気ブロック１０１との間には、これらを接続しこれらの間でウエハをやりとりするロック室１１３，１１３’が配置されている。これらロック室１１３或いは１１３’は、その内側が減圧され搬送室１１２内部に配置されたロボットアーム(図示せず)に載せられて搬送されてきたウエハが設置された後内側が大気圧まで昇圧されて大気側ブロック１０１内に配置された別のロボットアーム(図示せず)に載せられて大気側ブロック１０１側に取り出される。この取り出されたウエハは、前記カセット１０９内の元の位置に戻されるか、これらのいずれかのカセットに戻される。あるいは、これらカセット１０９のいずれかから前記ロボットアームにより取り出されたウエハが外気圧に設定されたロック室１１３ａまたは１１３ｂ内に設置された後、内部が減圧されて同じく減圧された搬送室１１２内のロボットアームに載せられて搬送室１１２内を通って前記処理ユニット１０３，１０３’または１０４，１０４’のいずれかに搬送される。
【００３１】
上記作動を行うために、ロック室１１３または１１３’には、大気側ブロック１０１と搬送ユニットの搬送室との間を接続して、この内側に搬送されるウエハが載置された状態で内部の圧力を上昇あるいは減少させ、これを維持するガス排気装置とガス供給装置とが接続されている。このため、このロック室１１３は、その前後に開放あるいは閉塞して内部を密封するゲートバルブ（図示せず）が配置されている。さらに、これらの内側にはウエハが載置される台を配置しておりウエハが内部の圧力の上昇、下降の際に移動しないよう固定する手段を備えている。つまり、これらロック室１１３，１１３’は、内側にウエハを載置した状態で、形成される内外の圧力の差に耐えてシールする手段を備えた構成となっている。
【００３２】
上記のように、搬送ユニット１０５は、内側が減圧され各処理室１０３，１０４とロック室１１３との間でウエハを搬送するロボットアーム（図示せず）が内部に配置された搬送室１１２と、上記複数のロック室１１３，１１３’とで構成されている。なお、本実施例では、試料搬送装置５０６１台を搬送室１１２内部に配置して、搬送室１１２の周囲に配置した４台の処理ユニットと大気側ブロック１０１との間で試料をやりとりする。
【００３３】
また、上記のように、本実施例では、処理ユニット１０３，１０３’及び１０４，１０４’は、エッチング処理ユニット２つとアッシング処理ユニット２つとからなり、これらユニットは、搬送ユニット１０５の多角形の搬送室１１２の各辺に接続されて備えられており、エッチング処理ユニット１０３，１０３’の２つは搬送室１１２の奥側の２つの辺に接続され、アッシング処理ユニット１０４，１０４’の２つはそれぞれがエッチング処理ユニット１０３，１０３’の隣接する辺に接続され、さらに搬送室１１２の残る辺にロック室１１３，１１３’が接続されている。つまり、本実施例では、搬送室１１２の周囲に２つのエッチング処理室と２つのアッシング処理室とを備えている。
【００３４】
また、本実施例は、これら搬送ユニット１０５に接続された処理ユニット１０３，１０３’及び１０４，１０４’はこの搬送ユニット１０５に対して着脱可能に構成されていると共に、搬送ユニット１０５において、ロック室１１３，１１３’と搬送室１１２とは、着脱可能に構成されて接続されている。
【００３５】
本実施例において、これら処理ユニット１０３，１０３’及び１０４，１０４’と、搬送ユニット１０５とを含んで構成される処理ブロック１０２は、大きく上下に分けられ、それぞれ、その内側が減圧されて被処理対象の半導体ウエハ等の試料が取り扱われるチャンバ部とこのチャンバ部の下方に配置されてこれを支持しており、これらチャンバに必要な機器が内側に配置されるフレーム１０６である。さらには、前記処理ユニットは、処理室を内側に含むチャンバ部及びこの処理室に対応したユーティリティを収納するベッド部とに分けられる。
【００３６】
本実施例において、フレーム１０６は、搬送チャンバ１１２の下方に配置されたセンターフレーム２０４と、この周囲に配置された４つのベッドフレーム２０５とを有して構成される。センターフレーム２０４は搬送ユニット１０５或いは搬送チャンバ１１２の下方に配置されてこれらとこれらに接続された処理ユニットや機器を支持する支持台であり、このために必要な強度を備えるように梁により略直方体形状に構成されている。このセンターフレーム２０４の内側には空間があり、上記したユーティリティや各処理ユニットに必要な配管、配線が配置されて収納される空間として用いられる。
【００３７】
また、センターフレーム２０４は、搬送チャンバ１１２の中央側に配置され、特に本実施例では、搬送チャンバ１１２の床への投影の内側に位置するように配置されており、このセンターフレーム２０４の周囲に各処理ユニット用のベッドフレーム２０５が配置される。すなわち、略直方体形状のセンターフレーム２０４の４つの辺、または面に対向してこれらと適宜空間を空けて略直方体形状のベッドフレーム２０５が４つ配置されている。このとき、各ベッドフレーム２０５は搬送チャンバ１１２の下方に入り込むように配置されており、上記搬送チャンバ１１２の床への投影面に重なるように位置して、処理ブロック１０２の設置面積をより小さくするようにしている。
【００３８】
本実施例では、ベッド部はベッドフレームとこの内側に収納されて配置されるベッドとを有して構成されている。ベッド部は、略直方体形状を有し、上部のチャンバ部に必要なユーティリティ、制御器、熱交換器等を内部に収納する。ベッドフレームは、その上方に配置されたチャンバ部を支持する強度を有し、梁が構成する略直方体形状を有しており、その内側にベッドが、その外側にこれを覆うプレートが配置されている。
【００３９】
ユーティリティは、例えば、処理室内を減圧するための排気ポンプや温度調節器、各センサ等に電力を供給するための電源、各処理ユニットに入出力される信号を授受してこれを調節するための信号インターフェース処理室内で試料であるウエハがその上に載置され固定される試料台に供給するためのガスの貯留部、試料台を冷却するための冷媒の貯留部や冷媒を熱交換して循環させるための冷凍サイクルの熱交換器が挙げられる。
【００４０】
ベッドは、これらのユーティリティを収納し、略直方体形状のベッドフレームに接続されてこれに収納されている。また、このフレーム１０６を構成するベッドフレーム２０５内には、収納するベッド内の各ユーティリティが駆動されるに必要なインターフェース部を備えている。処理室（チャンバ）部は、搬送室１１２とその各辺において所定の接続用のゲートで接続される。また、この処理室部に対応するベッド部は搬送室１１２の下方のフレーム１０６に収納され装置本体１００と接続される。
【００４１】
本実施例では、各処理室部とこれに対応するベッド部との組合せが１つの処理ユニットを構成している。この１つの処理ユニットがまとまりとして、装置本体１００或いは搬送ユニット１０５（搬送室１１２）に取付、取外し可能に接続されている。また、１つの処理ユニットにおいて、処理部は搬送ユニット１０５に接続された状態で、下方の対応するベッド部を取付／取外ししてもよく、逆にベッド部をフレーム１０６に接続した状態で上方の処理室部を取付、取外ししてもよい。
【００４２】
さらに、大気側ブロック１０１の後方で、処理ブロック１０２との間には、ロック室１１３が配置されているが、フレーム１０６あるいは各ベッドとの間に間隙が形成されている。この大気側ブロック１０１の背面側は、処理ブロックに供給されるガス、冷媒、電源等の供給路となっている。すなわち、このような真空処理装置１００が設置される場所は、典型的にはクリーンルームのような空気が浄化される室内であるが、複数の装置を設置する場合には、装置本体１００に供給される各種のガス、冷媒、電源は、別の箇所に、例えば、装置本体を設置するフロアとは別フロアに纏めて配置して各装置本体に管路を付設して供給されるものが、一般的である。本実施例は、別箇所からのガスや冷媒の管路、あるいは電源からの電線といった供給ラインの接続インターフェース２０１が大気側ブロックの背面部に設けられている。
【００４３】
さらに、接続インターフェース部２０１で処理ブロック１０２側へ供給される各ユーティリティの供給路に接続される。接続インタフェース部２０１からの管路や電線等の供給は、供給ブロック２０３として纏められ、ロック室１１３下方と搬送室１１２の中央部下方を通り、フレーム１０６を構成する各ベッドフレーム２０５に設けられたインターフェース部を介して各ベッドに接続されている。また、処理に必要なガス等一部は処理ユニット１０３，１０４の間で制御ユニット１０７上でこれに隣接して配置された供給路２０４を通り、制御ユニット１０７に接続される。
【００４４】
従来は、このような別フロアの供給源から各処理室に別々に導くよう管路や電線等を付設していたため、処理室を整備調整したり別の使用のものに交換したりする場合には取外しや取付作業が繁雑となって作業効率を損なっていた。また、各管路や電線を調節したりこの流れの状態を表示するメータ等の表示手段は、各々の処理室毎に設けられているため使用者が装置の動作状態を判断することが容易ではなかった。また、各処理室周りにこれらの管路が付設されているため、装置全体での必要な設置面積が実質的に大きくなって、１つのフロアに設置できる装置の数が減少してしまったり、作業のためのスペースが低減して作業効率を低下してしまったりするという問題が生じていた。本実施例では、上記の通りの構成により、十分な作業スペースを確保すると共に動作確認を容易に行えるように構成され、また、設置面積が低減する。
【００４５】
すなわち、上記接続インターフェース２０１で接続されて処理ブロック１０２側へ供給される各供給ラインの状態を検知する検知手段とこの検知された出力の結果を表示して使用者が容易に装置の動作状態を検知できるよう検知出力を表示する表示手段を備えた表示部２０２が筐体１０８の背面部に配置されている。また、これらの供給ラインによる供給を調節する或いは調節の指令を入力できる調節手段を設けても良い。
【００４６】
また、この筐体１０８の背面と処理ブロック１０２のフレーム１０６との間に間隔が設けられており、この間隔は使用者が入って処理ユニット１０４や搬送室１１２、ロック室１１３について作業することができるスペースであると共に、接続インターフェース部２０１や筐体１０８背面の表示部２０２を確認したり、調節、整備したりすることができるスペースとなっている。さらに、これら供給ラインからの供給に係る装置の動作に関する情報の表示と調節する手段とを集中的に配置している。これにより、装置を稼働させるために必要な作業が容易になり、装置の稼働効率が向上する。
【００４７】
また、本実施例では処理側ブロック１０２の各ユニットに必要なユーティリティの供給路は纏めて配置されている。装置１００の設置フロア下のフロア等の他箇所からの供給管や電線等の供給路を纏めて大気ブロック１０１の筐体１０８背面に配置したことで、装置本体１００をフロアに設置する場合や装置の整備や交換作業を行う場合で供給路の取付、接続、取外しの作業が容易となり作業効率が向上する。
【００４８】
また、本実施例では、接続インタフェース部２０１からの管路や電線等の供給ラインは、纏められて配置され、ロック室１１３下方と搬送室１１２の中央部下方を通り、本実施例では搬送チャンバ１１２下方のセンターフレーム２０４内側の空間に配置されて、フレーム１０６を構成するベッドフレーム２０５に配置されたインターフェース部を介して各ベッドに接続されるが、接続インターフェース部２０１からの供給ラインの各管路、電線が直接フレーム１０６内ベッドに収納された装置に接続されるようにしても良い。
【００４９】
つまり、各ユニットが搬送室１１２を囲むように配置され、上記の供給路２０３が配置される空間は、装置の内方側あるいは中央部側に配置されている。このような配置空間は、搬送室１１２、ロック室１１３の下方であって、各処理ユニットのベッドの間の空間に配置される。このため、供給路２０３の取付、接続、取外しといった作業のための空間が確保でき、作業が容易となり作業効率が向上し、ひいては装置の稼働効率が向上する。また、ユーティリティの接続部が装置の内方側、つまり搬送室１１３の下方であり、各ベッド間の空間に面するように配置されているので上記作業のための空間が少なく、装置の周囲に配管や線路とその接続部等を設ける場合よりも設置面積が低減され同じフロア面積に対して設置可能な台数が増大する。
【００５０】
図３は、図１に示す本実施例における各ユニットの構成の概略を示す斜視図である。図３Ａは、各処理ユニットのまとまりを示している。一方、図３Ｂ，図３Ｃ，図３Ｄは各々のユニットを分けて示す図である。図３Ｂはエッチング処理ユニット１０３、図３Ｃはアッシング処理ユニット１０４、図３ＤはMFC（Mass Flow Controller）を含む制御ユニットを示している。
【００５１】
この図のように、各処理ユニット１０３，１０４はそれぞれ上下に処理部１０３ａ，１０４ａとフレーム１０６に収納され接続されるベッド部１０３ｂ，１０４ｂとを備えている。これらのうちエッチング処理ユニット１０３の処理部１０３ａ，１０３ｂの間にはガスや循環する冷媒、電力の供給のための管路 、線路が配置されて両者を接続している一方で、図示していないフレーム１０６上に配置された複数の支持梁により処理部１０３ａがベッド上に支持されている。制御ユニット１０７は、上記のようにエッチング処理ユニット１０３とアッシング処理ユニット１０４との間に配置されており、これらの処理ユニットのベッド部１０３ｂ，１０４ｂのフレーム１０６上に取り付けられて配置されている。この制御ユニット１０７は、これを挟んで配置された処理ユニットが必要なガス等のこれら処理ユニットへの供給を調節する装置である。例えば、内部に配置された流量調節器がエッチング処理ユニット１０３の処理部１０３ａ内に配置された処理室（チャンバ）へのガスや電力の供給を調節する調節器が内部に配置されている。
【００５２】
図４は、図１に示す実施例の制御ユニットと各処理ユニットとの位置関係を説明する側面図である。制御ユニット１０７がエッチングを行う処理ユニット１０３とアッシングを行う１０４の間に位置して配置されている。この制御ユニット１０７内には上記の通り各処理ユニットへの供給を調節する制御器４０１，４０２を備えている。
【００５３】
本実施例では、エッチング処理ユニット１０３やアッシング処理ユニット１０４へ供給される処理ガス、処理室内の試料の温度調節に用いられるガス、冷媒の流量とその速度とを調節する流量調節器の複数が制御ユニット１０７内部に配置される。特に、制御ユニット１０７の内側において、エッチング処理ユニット用流量調節器が上方に、アッシング処理ユニット用流量調節器が下方に配置される。これらの流量調節器を含む制御ユニット内に配置された装置の整備、交換のために必要な開閉するアクセスドア４０３，４０４が上下に配置されている。
【００５４】
例えば、処理室へ供給される冷媒や水といった液体、ガスの貯留部やこれらの流れを調節するバルブやこのバルブを駆動するモータ等の駆動手段が収納され配置される。こうした調節器は各処理室毎に用意される。何故なら、本実施例の処理ユニットは搬送室１１２或いは装置本体１００から着脱可能な構成となっており、１つの装置本体１００において異なる処理を行える処理ユニットを複数備えて試料であるウエハを処理するものであり、その処理も異なる処理に対して異なる仕様の処理ユニットを用意して処理ユニットを交換することで、１つの装置で多様な処理を行えることを特徴としている。異なるガス種類や温度等の処理の仕様の異なる処理ユニットに対応して、最適な処理の条件と装置の動作を実現するために、各々の処理ユニットについて独立した調節を実現することが望ましいからである。
【００５５】
このような真空処理装置において、本実施例の制御ユニット１０７，１０７’は、２つの処理ユニットの間に配置されており、各ユニットに対して接続が容易に構成されている。このため、処理ユニットや制御ユニットの取付、取外しの作業が容易となり、作業時間が短縮される。
【００５６】
また、制御ユニット１０７，１０７’内の各処理ユニットに対応する機器は、上下に配置されており、配置に必要なスペースを低減できる。処理ユニット同士の間の空間を有効に利用することで、処理ユニット同士の距離を小さくして装置全体の設置面積が低減される。また、各処理室へ供給される流体の流路長さの差異を低減することが容易となる。このため、処理ユニットあるいは処理室部の交換、変更の前後で、処理室への流路長の差異が抑制される。このようにして、整備、交換あるいは別ユニットの取付といった取付、取外しを行った場合に前後で性能の差が生じてしまうことを抑制し、使用者にとって、制御ユニット１０７での調節を容易にするとともに、装置全体の歩留まりを向上することができる。
【００５７】
図１０，１１を用いて、エッチング処理ユニットの構成の詳細について説明する。図１０は、図１に示す真空処理装置のエッチング処理ユニットの構成の概略を示す図である。図１１は、図１０に示す処理ユニットの側面を示す図である。
【００５８】
これらの図において、エッチング処理ユニット１０３’上部を構成する処理チャンバ部１０３’ａは、その内側が減圧されて電磁波が放射されて導入されプラズマが形成される放電室が備えられた放電室部１００１と、この放電室部１００１の下部に配置されて放電室と連通し同様に内部が減圧され放電室内のプラズマや反応生成物、ガスが放電室から流入する真空室部１００２と、放電室部１００１の上方に配置され前記放電室に導入される電磁波の電波源となる電磁波発生装置が配置された電波源部１００３と、真空室部の下方に配置され前記真空室内と連通可能にされて真空室内のプラズマ、反応生成物等を排気するとともに真空室、放電室を減圧するための排気ポンプが配置された排気部１００４を備えて構成されている。さらに、真空室部１００２の下方でベッド部１０３’ｂと接続して真空室部１００２を支持する支持梁１００５が備えられている。なお、放電室部１００１、真空室部１００２、電波源部１００３は、点線で示すカバーで覆われていてもよい。また、放電室部１００１或いは真空室部１００２と搬送チャンバ１１２との間で試料を搬送するための開口を有する接続部もこの処理チャンバ部１０３’ａに備えられている。
【００５９】
さらに、処理チャンバ部１０３’ａの下方に配置されたベッド部１０３’ｂは、ベッドフレーム２０５とこの内側に配置されたベッド１０００を備えている。さらに、このベッド部１０３’ｂの上方で処理チャンバ部１０３’ａに隣接して制御ユニット１０７’が配置されている。上記の通り、この制御ユニット１０７’は、その内側に処理チャンバ部１０３’ａ或いは放電室部１００１、真空室部１００２に供給するためのガス、冷媒等の流体の流れを調節する流量調節器４０４’とともに、アッシング処理ユニット１０４’（図１，２に図示）用の流量調節器４０３’及びこれらの調節、保守作業をするためのアスセスドア４０２’，４０１’とが備えられている。
【００６０】
また、図示されていないが、制御ユニット１０７’は、処理ユニット１０３’ａの真空室部１００１、電波源部１００３を保持して上下に持上げ、降下して移動させ内部を開放して保守、点検作業を容易にするためのクレーン、リフター等の起重装置が備えられている。このため、制御ユニット１０７’は、その内側に取り付けられたこれら装置を支持して保持するために必要な強度を有するフレームを備えており、このフレーム内に上記流量調節器４０３’，４０４’が配置され、外側がプレートやアクセスドア４０１’，４０２’で覆われている。
【００６１】
ベッド部１０３’ｂを構成するベッドフレーム２０５にはベッド１０００が取り付けられており、このベッド１０００内部にユーティリティが配置される。以下、図１２，１３を用いて詳細に説明する。
【００６２】
図１２は、図１０に示すベッドを本実施例の真空処理装置外側後方から見た側面図（図１２Ａ）と上方から見た上面図（図１２Ｂ）である。図１３は、図１０に示すベッドを本実施例の真空処理装置内側から見た側面図（図１３Ａ）と装置外側側方から見た側面図（図１３Ｂ）である。
【００６３】
これらの図において、ベッド部１０３’ｂは、ベッドフレーム２０５を構成して略直方体形状に構成された支持梁１２０１を有している。この支持梁１２０１はベッド１０００を保持するとともに、前記支持梁１００５、制御ユニット１０７’とが接続されてこれらを支持する。このために十分な強度を備えている。また、この支持梁１２０１の周囲に、金属製のプレートが取り付けられて内側を覆っており、ベッド部１０３’ｂの略直方体の表面を形成している。このプレートによりベッド１０３’ｂの上面は平面を構成し、必要に応じて作業者がこの上に載ることができる。このため処理ユニット１０３’ａ周囲の空間をメンテナンス用のスペースとして使用することができ、作業の効率が向上するとともに、装置の設置面積をより小さくすることができる。
【００６４】
さらに、支持梁１２０１を構成する部材にはこのベッド１０００内に配置されるユーティリティを収納する引出し１２０２と、この引出し１２０２をベッド部１０３’ｂの外側と内側との間で略水平に移動可能に支持するレール１２０３が取り付けられている。このため、通常はベッド部１０３’ｂ内にユーティリティを収納しておき、必要に応じてユーティリティをベッド部１０３’ｂ或いは装置１００外側に移動させることができる。例えば、ユーティリティに含まれる電源装置の保守、交換や調節の場合にこれらに容易に接近できる。このために、作業が容易となり作業時間が短縮され、また、作業用のスペースの利用効率が向上する。
【００６５】
本実施例では、これらのユーティリティは、処理チャンバ部１０３’ａに備えられた各装置の電力を供給する電源装置１２０４，１２０５，１２０６この電力の供給を調節する調節装置１２０７である。上記引出し１２０２は、レール１２０３に支持されてこれに沿って移動可能であるとともに、レール１２０３、支持梁１２０１或いはベッドフレーム２０５から取り外し可能に構成され、別に用意した引出しと交換可能に構成されていてもよい。
【００６６】
また、上記のようにベッドフレーム２０５には、装置１００の内側または搬送チャンバ１１２の下方の空間に対向した部分、或いはセンターフレーム２０４に対向して面する側に、まとめ供給ブロック２０３の配線、配管とベッド１０００内のユーティリティとの間を接続するためのインターフェース部１３０１が取り付けられている。このインターフェース部１３０１を介しベッド内部の装置と外部の装置とが接続される。また、このインターフェース部１３０１は、ベッド部１０３’ｂ或いはベッドフレーム２０５について、水平方向のいずれか一方に偏らせて取り付けられ固定されている。
【００６７】
インターフェース部１３０１は、ベッド１０００内部の電源部１２０４〜１２０６、調節器１２０７等ユーティリティと装置本体との間の窓口であるとともに、これらの間の接続を調節する調節器である。このインターフェース部１３０１には、電源部１２０４〜１２０６への電力や、処理チャンバ部１０３’ａと装置本体１００との間のデータ信号、制御司令信号を授受するコネクタや、ベッド１０００内に配置されたガス、冷媒等の流体の貯留部からの配管と装置本体１００の纏め供給ブロック２０３内の配管との間の接続を行うコネクタが配置されている。
【００６８】
ベッド１０００に備えられた引き出し１２０２内に配置された電源１２０４〜１２０６等のユーティリティは、引出し１２０２の略水平方向への移動に伴って移動するよう引出し１２０２上に固定されている。このため、これらユーティリティとベッドフレーム２０５側との間の接続が引出し１２０２の移動に伴って保たれるように、延長接続チューブ１２１０に、配線を纏めて収納して配置している。さらに、インターフェース部１３０１のベッド内側にこのインターフェース部１３０１を介して授受される信号や電力の入出力を調節する調節装置１２０８が配置されており、この入出力調節装置１２０８を介して前記電源１２０４〜１２０６や電源調節器１２０７とが接続される。
【００６９】
延長接続チューブ１２１０の一端は、引出し１２０１上に固定され、内部を通る配線が延長して引き出され引出し１２０２内に配置された各ユーティリティに接続される。他端側は、ベッド１０００のベッドフレーム１２０５側に固定され、特に、調節装置１２０８側に固定されて内部の配線は調節装置１２０８に接続されている。延長チューブ１２１０は、引き出し１２０２の移動に伴って延び／曲げ自在にできるように、複数の間接部で隣接するものと連結して接続された複数のチューブを連ねて構成されている。引き出された際には、これら複数チューブが延びるように連なって引き出し１２０２と調節装置１２０８側とを繋ぎ、引き出し１２０２が収納された場合には、間接部を支点に曲げられた状態で引き出し１２０２と調節装置１２０８側とを繋いでいる。このような構成により、ユーティリティの保守、点検、取り付け、取り外し等の作業の際は、延長接続ケーブル１２１０を取り外すことで配線部を纏めて取り扱うことができ、ユーティリティのベッド１０００への取り付け、取り外しや接続の入り／切りの作業が容易となる。
【００７０】
また、本実施例では、ベッドフレーム２０５に固定されて移動しない部分にも、ユーティリティが配置されている。これらのユーティリティは、保守、点検や接続作業の頻度や接続の可否に応じて配置される。上記インターフェース部１３０１には、この引出し１２０２内に配置されずこれとともに移動しないユーティリティに関するコネクタも配置される。このようなユーティリティとしては、例えば、電力や信号配線の経路の接続をオン／オフする入出力スイッチ部１２０９や、ガスや冷媒の貯留部１２１２が挙げられる。これらや、ベッドフレーム２０５自体やこれに取り付けられた平板状の固定搭載板１２０２’上に配置される。
【００７１】
本実施例では、ベッド部１０３’ｂ、ベッド１０００、引出し１２０２の取り外しや、処理チャンバ部１０３’ａの保守、点検等の作業の際に、ベッド部１０３’ｂへの電力、信号の全体を一斉に、あるいは指定した一部を入り／切り可能なスイッチ１２１１を備えている。このようなスイッチ１２１１の操作により、処理チャンバ部１０３’ａへ供給される電力や信号が入り／切りでき、処理ユニット全体或いは特定の一部の動作をオン／オフできる。このようなスイッチを操作することで、保守、点検の作業に必要な時間が短縮され、作業が容易となる。また、作業の確度が向上し、作業の安全性が向上する。本実施例は、このスイッチ１２１１を入出力調節装置１２０８上のベッド１０００内表面に配置しており、引出し１２０２を引出しすれば容易にスイッチ１２１１に接近でき操作が可能となる。
【００７２】
また、こうしたスイッチ１２１１は、インターフェース部１３０１上に設けてもよい。インターフェース部１３０１は、ベッド部１０３’ｂの取り付けや取り外し、あるいはユーティリティの取り付け／取り外し、または保守点検の際に使用者が使う部分であり、できるだけ近くにスイッチ１２０９を配置することで使用者がこのスイッチの操作の必要性について認識しやすく、安全性や作業の効率が向上する。
【００７３】
図１４に、本実施例の信号や電力等の配線、ガス、熱交換媒体等の配管の接続の概要を説明する。図１４は、図１に示す実施例の信号及び流体の流れを示す模式図である。特に、本図１４は処理ブロック１０２を上方から見た状態で、各ユニットでの配線、配管の接続の概略を示している。この配線、配管の接続において、信号、電力あるいはガス、熱交換媒体等の流体は、装置１００が設置された床下に配置された電源部１４０１及びガスや熱交換媒体を貯留している流体源である貯留部１４０２から装置１００に配置された接続インターフェース２０２及び表示部２０２を介して処理ブロック１０２の各処理ユニットに伝達される。また、配線、配管は表示部２０２を通って、その周囲に各処理ユニットが配置された処理ブロックの中央側（内方側）を通るように配置されて一端が各処理ユニットと接続されている。
【００７４】
つまり、表示部２０２からの配線、配管は、ロック室、搬送室１１２を含む搬送ユニット１０５の下方でこれらを支持するベースフレーム２０４の内側の下方に配置された配管、配線用の配置スペース１４０３内に纏められて設置されている。この配置スペース１４０３内に配置された各配線、配管は、略直方体形状のベースフレーム２０４の側面部の周囲に配置された各処理ユニット下部に配置された各ベッド部のインターフェース部で各処理ユニットと接続される。
【００７５】
配置スペース１４０３内に配置された配線、配管は、配線は処理ブロック１０２の左側と右側とに配置される処理ユニットのための供給或いは戻り用の配管、及びこれら用の信号及び電力の配線が右側、左側用それぞれに用意されており、これらが各々纏められて配置されている。供給用の配管は、配置スペース１４０３の処理ユニット側出口の外側でエッチング処理ユニット１０３及びアッシング処理ユニット１０４毎に分岐されて各々の処理ユニット用に配管が配置される。戻り用の配管は、逆に各処理ユニット用の配管がその内部を流れる流体が合流して配置スペース１４０３内を流れるように接続される。一方、配置スペース内では１つに纏められた複数処理ユニット用の配線は配置スペース外では各処理ユニット毎に分離される。
【００７６】
分岐後の配管は各処理ユニットのインターフェース部に接続される。例えば、右側エッチング処理ユニット１０３のベッド部１０３ｂのインターフェース部１３０１やアッシング処理ユニット１０４のベッド部１０４ｂのインターフェース部１４０１に接続される。エッチング処理ユニット１０３のベッド部１０３ｂにおいて、その搬送室１１２下方側を向いた面の一方に偏らせて配置されベースフレーム２０４に対向する位置に配置されたインターフェース部１３０１に接続された配管は、ベッド部１０３ｂ内でベッド１０００に固定された部分に配置される貯留部１２１２に接続され、この貯留部１２１２からベッド部１０３ｂ上方の制御ユニット１０７内に搭載された制御器４０２に接続される。この制御器４０２からエッチング処理ユニット１０３の処理チャンバ部１０３ａに対して流体が供給される。
【００７７】
一方、エッチング処理ユニット１０３のインターフェース部１３０１に接続された配線のうち、一部は電源装置１２０４に代表されるユーティリティに接続され、他の一部は調節装置１２０８を介して電源装置１２０４等ユーティリティへ接続される。また、調節装置１２０８からはこの調節装置１２０８を介して直接処理チャンバ部１０３ａと、他の一部は電源装置１２０４を介して処理チャンバ部１０３ａと接続される。
【００７８】
他方、アッシング処理ユニット１０４のベッド部１０４ｂにおいて、その搬送室１１２下方側を向いた面の一方に偏らせて配置されベースフレーム２０４に対向する位置に配置されたインターフェース部１４０１に接続された配管は、ベッド部１０４ｂ内でベッド１０００に固定された部分に配置される貯留部１４１２に接続され、この貯留部１４１２からベッド部１０４ｂ上方の制御ユニット１０７内に搭載された制御器４０１に接続される。この制御器４０１からエッチング処理ユニット１０４の処理チャンバ部１０４ａに対して流体が供給される。
【００７９】
一方、アッシング処理ユニット１０４のインターフェース部１４０１に接続された配線は、エッチング処理ユニット１０３と同様に、そのうちの一部は電源装置１４０４に代表されるユーティリティに接続され、他の一部は調節装置１４０８を介して電源装置１４０４等ユーティリティへ接続される。また、調節装置１４０８からはこの調節装置１４０８を介して直接処理チャンバ部１０４ａと、他の一部は電源装置１４０４を介して処理チャンバ部１０４ａと接続される。
【００８０】
本実施例のインターフェース部１３０１は、略直方体形状のベッド部の搬送室側或いは搬送室の中央側に向いた面に配置され、特に、左右のいずれか一方に偏らされて配置されており、搬送室の中央側または内側により近い位置に配置されている。また、略直方体形状のベッド部同士をその面を対向させて配置させる場合に、インターフェース部同士がより近い位置に配置される。このようにすることで、インターフェース部での配管、配線の取り付け／取り外しの作業をまとめて行うことができ、作業の効率が向上する。さらに、ベッド部同士をより近接させて配置でき、装置全体の設置面積をより小さくできるとともに、処理ユニットの下方で作業者が載って作業できる足場をより広く確保して装置の設置効率を向上させることができる。
【００８１】
さらには、必要な場合のみにベッド部内の装置を引き出して作業できるので、装置周囲に必要な作業用スペースを抑えることができ、装置の設置面積の低減と設置効率の向上が可能となる。
【００８２】
次に、本実施例の処理ユニットの構成の詳細について図５乃至図９を用いて説明する。まず、図５，６を用いて処理ユニットの特徴的な構成について説明する。図５Ａは、図１に示す処理ユニットのうち処理ユニットにおける処理チャンバ部の構成の概略を示す縦断面図である。図６は、図５Ａに示す処理ユニットの処理チャンバ部の構成の概略を示す横断面図である。特に、エッチング処理ユニット１０３の処理室部の構成を示している。
【００８３】
この図において、処理チャンバ部１０３ａの上部を構成する処理室部５００は、搬送室１１２に接続されておりこれらの間に配置された開閉する大気ゲートバルブ５１４によりその間が連通あるいは遮断される。この大気ゲートバルブ５１４が開放された状態で搬送室１１２内部の空間と処理室部５００の内側の空間とが連通し両者の圧力は略等しくなる。大気ゲートバルブ５１４の開放時に試料であるウエハが搬送室１１２内部から処理室部内に配置された試料台５０４上に搬送されて載置される。
【００８４】
本実施例では、試料が試料台５０４上に試料が載置されたことを検知して確認後大気ゲートバルブ５１４を閉塞し処理室部５００内部と搬送室１１２内部とを遮断し、処理室部内を密封して処理を開始する。処理室部５００を搬送室１１２から取外し、或いは整備する作業を行う場合、大気ゲートバルブ５１４は閉塞状態とし、処理室部５００内を大気圧まで昇圧後この処理室部５００の真空容器を形成する外側チャンバ５１１，５１２内を開放して大気に暴露する。
【００８５】
この図に示すように、処理チャンバ５００の上部は放電室部１００１が配置されており、この放電室部１００１は、真空容器の蓋を構成する蓋部材５４２と、この蓋部材５４２の内側に配置されたアンテナ部材と、このアンテナ部材の側方と上方とに配置され放電室部を囲んで配置された磁場発生部と、このアンテナ部材の下方に配置された天井部材とを含んで構成されている。また、磁場発生部上方にはアンテナ部材が放出するＵＨＦ帯やＶＨＦ帯の電波を供給する電波源部５２５が配置されている。アンテナ部材はＳＵＳ等の導電性部材で構成された蓋部材５４２の内側に配置された平板形状のアンテナ５２６と、このアンテナ５２６と蓋部材５４２との間に配置されてこれらの間を絶縁するとともにアンテナ５２６から放出される電波を下方の天井部材側に伝導するために配置されたリング形状を備えた少なくとも１つの誘電体５２８を有している。
【００８６】
さらに、天井部材は、伝達されてきた電波を下方の処理室内側に伝導するため石英等の誘電体で構成された（石英）プレート５０３と、この石英プレートの下方に配置されて供給された処理用のプロセスガスを処理室の内側に分散して導入するための複数の孔が形成されたシャワープレート５３４を有している。
【００８７】
シャワープレート５３４の下方であって試料台５０４の上方に形成された空間は、供給されたプロセスガスに石英プレート５０３を通って導入された電波と磁場発生部から供給された磁場との相互作用によりプラズマが形成される放電室５３２となっている。さらに、石英プレート５０３とシャワープレート５３４との間は微小な隙間を空けて空間が形成されており、この空間に放電室５３２に供給されるべきプロセスガスが先ず供給され、シャワープレート５３４を貫通してこの空間と放電室５３２とを連通してプロセスガスが通流する上記孔を通って放電室５３２に流入する。上記空間はプロセスガスが複数の孔から分散して放電室５３２に流入するよう設けられたバッファ室５２９となっている。このプロセスガスは、プロセスガスライン５０１及びプロセスガス遮断バルブ５０２を介してガス等流体の処理ユニット１０３への供給を調節する制御器４０２から供給される。
【００８８】
このようにして、複数の孔からプロセスガスを分散して放電室５３２に導入するとともに、これらの孔は試料台５０４上に試料が載置される位置に対向した位置を主にして配置されており、ガスをより均一となるように分散できるバッファ室５２９の働きとともに、プラズマの密度を均一にすることを図っている。また、蓋部材５４２の下方で石英プレート５０３及びシャワープレート５３４の外周側には下部リング５３７が配置されており、この下部リング５３７の内部にはバッファ室５２９にプロセスガスが通流するガスライン５０１と連通したガス通路が設けられている。
【００８９】
さらに、シャワープレート５３４の下方には、下部リング５３７とシャワープレート５３４とにこれらの下面で接して配置され真空容器の内側でプラズマに面して放電室５３２の空間を区画する放電室内側壁部材５３３が備えられている。この内側壁部材５３３の外周側にはこれを取り囲んで配置された放電室外側壁部材５３６が備えられており、この放電室の内側壁部材５３３の外側の壁面と外側壁部材５３６の内側の壁面とが対向して接触している。なお、本実施例では、内側壁部材５３３、外側壁部材５３６は各々略円筒形状を有しほぼ同心となるように構成されている。外側壁部材５３６の外周面には、ヒータが巻き付けられて配置され、外側壁部材５３６の温度を調節することでこれに接触した内側壁部材５３３の表面の温度を調節している。
【００９０】
この外側壁部材５３６の外周側には、その下面に接触する放電室ベースプレート５３５が配置されている。この放電室べースプレート５３５の下面でその下方に配置される真空室部と接続する。なお、内側壁部材５３３は放電室５３２内部のプラズマ、電極の役目を果たす試料台５０４に対する接地電極の作用をする部材でもあり、プラズマの電位を安定させるために必要な面積を有している。この接地電極としての作用のために、接触されて接続される外側壁部材５３６或いは蓋部材５３７との間での熱伝導とともに導電性を十分確保する必要が有る。
【００９１】
内側壁部材５３３と外側壁部材５３６及び蓋部材５３７とはともに、導電性を有する部材で構成され、処理室部５００外側の大気側へ露出されており、接地のための配線の接続が容易となるように構成されている。
【００９２】
本実施例では、上記のように放電室部１００１の下方に真空室部１００２が配置され、真空容器を構成する真空室部１００２の外壁部材は大きく上下に分けられる。上部は搬送室１１２またはこれに取り付けられ搬送室１１２を構成する部材にボルト等で取り付けられその位置が固定された上部外側チャンバ５１１である。一方、下部は上記上部外側チャンバ５１１の部材に下方からボルト等で取り付けられ固定され、さらに、下方からベッド部１０３ｂのベッドフレーム２０５上に取り付けられた支持梁１００５に支持されている。つまり、上部、下部外側チャンバ５１１，５１２は、搬送室１１２またはベッド部１０３ｂに対して、或いは装置１００が設置される床面に対してその位置が固定されている。
【００９３】
ここで、処理室部５００の真空室部１００２の外壁を構成して上下に配置された外側チャンバ５１１，５１２の内側に１つ以上のチャンバが配置されており、一方が他方の内側に配置された多重チャンバとなっている。本実施例では、内外２つのチャンバを有している。すなわち、上部外側チャンバ５１１の内側に内側チャンバ５０９が、下部外側チャンバ５１２の内側に内側チャンバ５１０が備えられている。つまり、上下２つの内側チャンバ５０９，５１０が備えられている。試料台５０４は内側チャンバ５０９，５１０の内側に配置されており、最も内側のチャンバの内部は、プラズマが形成され、ガス、反応性生物が流れて排気される真空室５３２’を構成する。
【００９４】
この真空室５３２’は上方の放電室５３２と連通するとともに、説明するように内側チャンバ５０９と外側チャンバ５１１の間の空間と連通可能に構成され排気手段により減圧されるとともに、試料の処理の際に放電室５３２内のプラズマ、ガス、反応性生物が移動できるように配置されている。
【００９５】
また、内側チャンバ５０９，５１０は導電性を備えて、外側チャンバ５１１，５１２に対して導通を有して、所定の電位とされる。内側チャンバ５０９，５１０は上記のようにその内側のプラズマと面しており、処理を安定させるため、あるいはプラズマ内の粒子との相互作用を安定にするために、特定の電位に設定される必要が有る。本実施例では、内側チャンバ５０９，５１０を接して接地地電位に設定している。これにより、上記放電室内側壁部材５３３と同様プラズマの電位が安定するとともに相互作用が安定する。
【００９６】
接地させるため、内側チャンバ５０９、あるいは５１０は導電性部材で構成されており、内側チャンバ５０９の上端部あるいは下端部で導電性部材で構成された外側チャンバと導通するように構成されている。内側チャンバ５１０は、その下面で、同様に導電性部材で構成された下部外側チャンバ５１２の上面と接触して接続されており、導通が確保される。外側チャンバ５１１，５１２を配線接続して接地することで、内側チャンバ５０９または内側チャンバ５１０が接地される。
【００９７】
また、真空室部１００１上に搭載された放電室部１００２は、放電室５３２及び真空室５３２’が減圧されるとともに、真空室部１００２を押圧するように下方に微小距離移動して真空室部１００２に力を印加する。このようにして真空室部１００２と放電室部１００１との接触する部分で、放電室部１００１及び真空室部１００２の内側と外側との間を封止するシールを有効に機能させる。
【００９８】
上記した放電室部１００１は放電室ベースプレート５３５が真空室部１００２と接触してこれを押圧する。放電室ベースプレート５３５の下面は、試料台（電極）ベースプレート５２４の上面と接触し、この試料台ベースプレート５２４の下面が処理チャンバ５００の上部外側チャンバ５１１の上面と接触し、これらが接続されている。放電室ベースプレート５３５は、一方で、上部内側チャンバ５０９の上端またはこの近傍を含む上端部に設けられたフランジ部の上方に配置され、このフランジ部を介して試料台ベースプレート５２４を上方から押しつけて押圧力を伝える構成となっている。上部内側チャンバ５０９のフランジ部の外周側において試料台ベースプレート５３５が上部外側チャンバ５１１を押しつけて接触しこれに押圧力を印加する。
【００９９】
本実施の例では、真空室を構成する壁の表面の温度を調節して、その表面とプラズマやこれに含まれる粒子、ガス、反応性生物との相互作用を調節している。このようにプラズマとこれに面する真空室の壁面との相互作用を適切に調節することで、プラズマの密度や組成等プラズマの特性を所望の状態にすることができる。一方、本実施例の構成では真空室部１００２を構成する内側チャンバ５１１、外側チャンバ５１２の間には排気手段により減圧されて高い真空度に維持される空間が有り、このため真空室５３２’を構成する内側チャンバ５１１の温度を調節するには工夫が必要となる。
【０１００】
本実施例では、放電室ベースプレート５３５の内側に熱交換媒体が通流する媒体通路５４１を配置し、この媒体通路５４１内を水等の熱交換媒体が循環して通流することで放電室ベースプレート５３５の温度を調節し、この放電室ベースプレート５３５と内側チャンバ５０９の部材との間に配置されてこれらを接続する部材を介して内側チャンバ５０９の温度を調節している。つまり、放電室ベースプレート５３５と内側チャンバ５０９の側壁部材とが熱的に接続されており、両者間で熱が伝導されて熱交換される。熱伝導して熱交換が可能であれば、これらの間に別部材を配置してもよい。放電室部１００１と真空室部１００２とが接続される部分の詳細な構成を図５Ｂを用いて説明する。
【０１０１】
図５Ｂは、図５Ａに示す実施例の放電室部及び真空室部の接続部分の構成を示す縦断面図である。蓋部材５４２の下方であって石英プレート５０３の下方及びシャワープレート５３４の側方にこれらの外周側を囲んで蓋下部リング５３７配置されている。この蓋下部リング５３７は、その下向きの表面が下方の放電室内側壁部材５３３の表面と対向して接している。また、石英プレート５０３はその上部は大気側に露出しており、放電室５３２、真空室５３２’が減圧された場合には大気に基づく外圧力が印加され、この力は蓋下部リング５３７、放電室内側壁部材５３３に対して下向きに押圧する力として伝達される。また、蓋下部リング５３７及び放電室内側壁部材５３３はその一部が外部の大気側に露出しており、このため石英プレート５０３と蓋下部リング５３７とが接触する面、及び蓋下部リング５３７と放電室内側壁部材５３３とが接触する面には減圧される内側と外側との間を封止するシールが配置されている。
【０１０２】
また、放電室内側壁部材５３３はその内側の放電室５３２を囲む略円筒形状を有し、その上部の外周側には円筒の外周に沿って略水平方向の外側に延在するフランジ部が設けられており、このフランジ部の上表面が蓋下部リング５３７の下面と対向して上記シールを介して接触し両者は接続される。放電室内側壁部材５３３のフランジ部下面の下方及びこの円筒形状部分の外周面に沿った位置に放電室外側壁部材５３６が配置されて、両者はこれらの面で接触し接続されている。この放電室外側面部材５３６の外周には、上記のように、その周囲に沿ってヒータ５４０が配置されており、このヒータ５４０は放電室外側壁部材５３６とこれに接続されている放電室内側壁部材５３３の温度を調節する。
【０１０３】
このように、放電室内側壁部材５３３は、そのフランジ部において蓋部材５３７を介して印加される押し付け力を受け、このフランジ部から下方の部材に力を印加して伝達しており、伝達された力を放電室外側壁部材５３６の上面で受けている。このように押圧する力を、２つの部材が対向して接触する面で受けることによりこの接触面での両者の接触面積が増大し熱伝導や導電の性能が向上する。放電室外側壁部材５３６の外周面は外気に露出しているため、放電室内側壁部材５３３と接触して接続する放電室外側壁部材５３６の上面にシールが配置されている。一方、内側壁部材５３３の外周面と外側壁部材５３６の内周面とが対向して接続される接触面には、シールは配置されておらず、この接続部分は放電室５３２或いは真空室５３２’に面しているのでこれらが減圧されるにともない減圧される。
【０１０４】
さらに、放電室外側壁部材５３６はその外周に沿って外周側に延在したフランジ部を有し、このフランジ部の下面と放電室ベースプレート５２４の内周端部の上面とが対向して接触して接続されている。両者は、放電室ベースプレート５２４上方から挿入されたボルトにより締結されている。この構成により、より大きな接触面積を得られ、押し付け力、熱を下方により効率良く下方に伝達でき、導電性も向上する。なお、本実施例では、放電室部外側壁部材５３６は熱伝達、導電性及び処理中の汚染等を配慮してアルミで構成されるが、放電室ベースプレート５３５は内部を熱伝達媒体が通流することから熱伝達、導電性とともに腐食を考慮してＳＵＳの部材で構成されている。
【０１０５】
放電室ベースプレート５２４の下方には、上部内側チャンバ部材５０９が配置され、これらの間には、これら各々と接触して接続される中間部材５０９’が配置されている。なお、この中間部材５０９’は放電室５３２または真空室５３２’に面してこれらを区画する壁面を構成しており、プラズマ或いはガス、反応生成物に面する。この中間部材５０９’は放電室内側壁部材５３３の下端部の外周側にこの外周に沿って配置されたリング状の形状を有し、所定の大きさの幅を有するフランジ部を内周側と外周側とに有し、これらを繋げる段差部を有している。内周側のフランジ部は上部内側チャンバ５０９の上端と放電室内側壁部材５３３下端部との間に配置され、これらと接続する、中間の部材となっている。ここで内側フランジ部は、その内周端の端面で放電室内側壁部材５３３の下端外周面と接触し、内側フランジ部上面で放電室外側壁部材５３６の下面と接触し、接続されている。内側フランジ部上面と放電室外側壁部材５３６との接触面の外周側には、シールが配置されており、処理室外部の大気側と内側との間を封止している。この構成では、これらの接触面の内側の大部分は放電室５３２、真空室５３２’が減圧されるに伴って減圧され、接触面両側の部材の熱伝達が阻害される。
【０１０６】
さらに、中間部材５０９’の外側フランジ部は放電室ベースプレート５３５の下面と上部内側チャンバ５０９の上端部の表面とに接触して接続され、放電室ベースプレート５３５と上部内側チャンバ５０９とを接続している。上部内側チャンバ５０９は、外側フランジ部が接続される箇所では、その上端または上端近傍に略水平方向に延在するフランジ部を有してその上端部は断面が略Ｌ字またはＴ字となっている。このフランジ部上面と上方の中間部材５０９’の外側フランジ部下面とが接触されて接続されている。中間部材５０９’の外側フランジ部の内周側（真空室、放電室の中央側）或いは内側チャンバ５０９の側壁部上端のフランジ部の内周側には内側と外側との間を封止するシールが配置されている。中間部材５０９’の外側フランジ部の外周端部及び内側チャンバ５０９の側壁上端のフランジ部の外周端は、処理室部５００の外部の大気に露出されるか、あるいは大気圧の外部と連通されており、その表面での圧力はおよそ大気圧となっている。
【０１０７】
このため、中間部材５０９’と内側チャンバ５０９の側壁部上端のフランジ部とが接触する面の間にあるいは中間部材５０９’の外側フランジ部と放電室ベースプレート５３５の下面とが接触する面の間に大気が存在している。さらには、この接触面には石英プレート５０３、蓋下部リング５３７等に印加される大気圧による押圧力が伝達され、接触面積を大きくしている。これにより、この接触部分を介した熱伝導や導電の性能が向上する。また、内側チャンバ５０９上端のフランジ部下面と試料台ベースプレート５２４の上面とが接触する接触面にもシールが配置されている。
【０１０８】
なお、放電室ベースプレート５３５をその下方に配置された真空室ベースプレート５２４に対してボルト等を用いて締結するさいに、上部内側チャンバ５０９を下方に押し付ける押圧力が掛かるとともに、そのフランジ部と接触して接続された部分で押し付けられる試料台ベースプレート５２４と上部内側チャンバ５０９の下部と接触して押し付けられる試料台５０４の支持ベース部材とに略垂直な方向に押圧力が掛かるよう、予め吊下げ梁５０５及びこれに支持された支持ベース部材５２３とがわずかな距離上方に浮いた状態となるように弾性を有する弾性リング５３８が、試料台ベースプレーと５２４と吊下げ梁５０５の上部との間に配置されている。
【０１０９】
処理対象である試料が内側チャンバ５０９，５１０内の試料台５０４上に載置されるには、内側チャンバ５０９あるいは５１０にウエハが搬送されることのできるゲートが必要となる。さらに、このゲートを開閉して密封してこのチャンバの内側と外側の空間を遮断し連通するバルブが必要となる。
【０１１０】
本実施例は、処理室部５００の内側と搬送室１１２の内側との間に設けられたゲートを開放しあるいは閉塞して密封することで両者を連通、遮断する大気ゲートバルブ５０４と内側チャンバ５０９の内側と外側とを開放し或いは閉塞して密封することで両者を連通、遮断するプロセスゲートバルブ５１３とを備えている。大気ゲートバルブ５１４は、搬送室１１２の内側の側壁上に配置されて駆動手段５２２によって上下及び水平方向に移動可能に構成されており、内側側壁上でゲートを密封するよう閉塞し、あるいは開放する。また、真空容器を構成する外チャンバ５０９に、搬送室１１２と処理室部５００が接続されたときに前記搬送室１１２側のゲートと連通する位置にゲートが設けられる。
【０１１１】
この位置は、図６に示すように搬送室１１２内のウエハ搬送用のロボットアームである試料搬送装置５０６がウエハを搬送する際にウエハ及びロボットアームの接触する等の処理の支障が生じない位置であることが必要である。また、内側チャンバ５０９が外側チャンバ５１１内に設置された状態で外側チャンバのゲート或いは搬送室１１２のゲートに対向する位置にプロセスゲートが配置されており、このプロセスゲートを通ってウエハが搬送される。
【０１１２】
さらに、このプロセスゲートを開放、閉塞して密封するためのプロセスゲートバルブ ５１３が、外チャンバ５１１と内チャンバ５０９との間の空間に配置され、プロセスゲートバルブ５１４は、その下方の駆動手段５２１によって上下及び水平方向に移動可能に構成されており、閉塞時に内チャンバ５０９の側壁上に配置されて内側側壁上でゲートを密封するよう閉塞し、あるいは開放する。プロセスゲートは、ウエハを搬送する搬送室内のロボットアームがウエハを搬送した状態でウエハ及びロボットアームと接触しない位置と形状で配置されている。
【０１１３】
上記の構成において、各ゲートバルブはウエハの搬送の際に支障がし生じないよう開放される。また、ウエハを処理する際には、最も内側のチャンバ、本実施例では内側チャンバ５０９に設けられたゲートを閉じるゲートバルブ、プロセスゲートバルブ５１３と大気ゲートバルブ５１４とは閉塞されて密封され、これらの内外の空間の間を遮断する。また、処理室を取外し、或いは整備作業等で真空容器を開放する場合には、大気ゲートバルブ５１４は閉塞された状態で、プロセスゲートバルブ５１３は開放され外側チャンバ５１１の内側における内側チャンバ５０９の内外の空間を連通する。この際、プロセスガスを処理室部５００内には供給しないようプロセスガス遮断バルブ５０２を駆動してプロセスガスライン５０１を遮断して閉塞する。
【０１１４】
上記のように、本実施例では、プロセスゲートバルブ５１３を開放して外側チャンバ５１１内の内チャンバ５０９の内側、外側を連通し略同じ圧力に設定、あるいは調節可能に構成している。このようにすることで、この内側チャンバ５０９あるいは５１０は、内外の大きな圧力差による荷重が小さくなり部材の厚さや大きさを低減することができる。
【０１１５】
処理室部５００の真空容器である外側チャンバ５１１の内側を整備作業をする場合には大気ゲートバルブ５１４を閉塞して外側チャンバ５１１内を密封してこれを確認後、プロセスゲートバルブ５１３を開放する。プロセスゲートが連通され内側チャンバ５１３内外の空間が連通された状態で、大気開放バルブ５１５を開放して処理室部５００外部と内部とを連通させ、処理室部５００内の外側チャンバ５１１，５１２内の圧力を昇圧して略大気圧まで上昇させる、すなわち、大気開放する。
【０１１６】
この大気開放後、処理室部５００内を開放する。まず、処理室部５００の外側チャンバ５１１の上部に配置されてこの内側を密封している蓋５０３を上方に持ち上げて開放する。この際、クレーン等で上方に持ち上げても良いが、予めヒンジ部を設けておき、ヒンジを軸にして上方に跳ね上げて１８０度以上開くようにしても良い。次に、内側チャンバ５０９を整備する作業を行う。この整備作業、例えば清掃や交換、修理等を容易に行えるようにするため、内側チャンバ５０９を外側チャンバ５１１から取出して、処理室部５００から取外しても良い。
【０１１７】
上記のように、内側チャンバ５０９の内外が略動圧となるまで調整、あるいは維持可能な構成を備えるので、チャンバ部材の厚さが抑制される。このため、内側チャンバ５０９の重量が軽減され取外し等取り扱い作業が容易となり、作業時間が低減され装置の稼働効率が向上する。
【０１１８】
本実施例では、内側チャンバは上下２つ備えられており、試料台５０４のブロックの上下に５０９，５１０に分けられる。つまり、内側チャンバ５０９の下方に試料台５０４ブロックが配置されている。試料台５０４のブロックは、試料台本体５０４とこれを支持し試料台５０４を中心の軸にして軸周りに支持梁５２０を配置している。本実施例では、内側チャンバ５０９及び外側チャンバ５１１と試料台本体５０４とは略円筒形をしており、内側チャンバ５０９内の試料台５０４上の空間のガスが、この支持梁同士の間の空間であって内側チャンバ５０９の間の空間を通路として下方へ流れる。
【０１１９】
支持梁５２０は試料台本体５０４とこの本体の周囲に配置されたリング状の支持ベース部材５２３との間を連結して試料台５０４を内側チャンバ５０９内に保持している。上記支持べース部材５２３と支持梁５２０、及び支持ベース部材５２３と連結されてこれをつり下げるつり下げ梁５０５内には、上記試料台５０４本体へ供給されるガスや冷媒の供給管や電力の送電線がその内側に配置されている。このようにして、試料台本体５０４と支持梁５２０、支持ベース５２３とを一体のブロックとして持ち上げて外側チャンバ５１１外へ持ち上げて取出すことができる。このような試料台５０４の整備や交換等は内側チャンバ５０９の整備よりも頻度が少なく、ブロックとして一体に移動可能な構成とすることで、装置の整備作業の効率が向上できる。
【０１２０】
また、真空室部１００２の下部には、真空室５３２’或いは放電室５３２の状態を検出するためのセンサ５３９が配置されている。すなわち、下部外側チャンバ５１２の側壁部には、センサを収納する穴が形成されこの内側に真空室５３２’内の圧力、ガス組成、プラズマの発光等を検知してこれらの状態を検出するセンサ５３９が配置されている。このセンサ５３９、またはこれを収納する穴に連通する通路が、下部外側チャンバ５１２、及び下部内側チャンバ５１０に形成されている。この通路の開口は下部内側チャンバ５１０の側面に配置されており、この通路を介して真空室５３２’内のガス、プラズマ等がセンサ５３９へ伝達される。
【０１２１】
試料台５０４のブロックの下方に下側の内側チャンバ５１０が配置されており、この内側チャンバ５１０の中央側部分には開口が配置されている。この開口部は内側チャンバ５１０の下方であって試料台５０４の下方に配置された排気バルブ５０７や排気ポンプ５０８を備えた排気手段と連通しており、試料台５０４の周囲を流れる内側チャンバ５０９内のガスが通流する部分である。つまり、試料台５０４周囲の支持梁５２０同士の間の空間と試料台５０４下方の内側チャンバ５１０内の空間が処理室部５００内の処理ガス、プラズマ中の粒子や反応性生物の粒子が流れて排気される排気経路となっている。
【０１２２】
処理室部５００の排気手段である排気バルブ５０７は、その下方に配置された排気ポンプ５０８と内側チャンバ５１０の内側の空間との間を連通あるいは遮断することのできる板状のシャッター複数を備え、このシャッターを回転させて開口している排気通路面積を可変に調節して排気流量や速度を調節するシャッター式排気バルブである。このように、本実施例では、排気手段が試料台５０４の下方、特に直下方に配置されている。そして、内側チャンバ５０９内の試料台５０４の上方の空間内のプラズマや処理ガス、反応性生物は試料台５０４の周囲とその下方の内側チャンバ５１０内の空間を介して排気バルブ５０７までの排気経路を流れる。
【０１２３】
複数の支持梁５２０は試料台５０４を中心の軸に略軸対象の位置に配置されており、各支持梁同士の間の空間を流れて試料台５０４直下方の排気バルブ５０７までの流れる各々の排気経路の長さは略等しくなるように構成されている。このため、試料台５０４上方のプラズマ中のガスや荷電粒子、反応性生物の流れは試料台５０４あるいはこの上に載置される略円板形状の試料であるウエハの周方向についてより均一に近くなり、このウエハ上方の空間においてプラズマ中の上記物質の粒子の分布はより均一となる。このため、ウエハの処理がより均一化される。
【０１２４】
本実施例では、排気手段は、シャッターを複数備えた排気バルブ５０７とその下方の排気ポンプ５０８とを備え、排気バルブ５０７はそのバルブが試料台５０４の直下方に配置されている。この複数枚の板状のシャッタは図のように各々略水平（ウエハ面方向）に配置され各々に取り付けられた軸を中心に各シャッタが回転して、前記内側チャンバ５１０の開口と排気ポンプ５０８との間で連通する面積を調節する。これらの軸を回転させて行くと各シャッタの板同士が接触をして前記開口を封止して閉塞する。また、各シャッターの板が試料台５０４方向（上方向）に略平行となった際に連通する面積が最も大きくなる。図示していないが排気バルブ５０７はこれらシャッタの回転を調節するモータ等の駆動手段を備えており、排気手段はこれらシャッタの開口面積と排気ポンプ５０８の駆動を調節することで排気の量とその速度とを調節している。
【０１２５】
また、図９にも示すように、試料台５０４下方で排気バルブ５０７上方には、外側下部チャンバ５１２に設けられた排気開口５３１’上部を覆ってこれを開閉（開口／遮断）する排気ゲートプレート５３０が配置されている。この排気ゲートプレート５３０は略円板形状を有し一部の外縁周端に外側に延在した腕部５３１の対を少なくとも１つをその一部として有し、この腕部５３１の下方に配置されたプッシャ５３１’の上端が上下に動作することで、この上端に繋がれた腕部５３１を持ち上げ／下げして排気開口５３１’を開閉する。この排気ゲートプレート５３０はその下方への投影面は上方の試料台５０４の投影面内に収まるように、また、腕部５３１’の投影面は上方の支持梁５２０の投影面内に収まるか、少なくとも一部が重なるように配置されている。
【０１２６】
また、図５Ａに示すように、排気ゲートプレート５３０は、プラズマを形成して試料の処理を行う際にはプッシャ５３１によりその上方の試料台５０４部及び支持梁５２０の下面に近接或いは接触するまで持ち上げられ移動される。これにより、試料の処理に伴って排気される処理室内のプラズマやプロセスガスの残り、反応生成物等の流れが排気ゲートプレート５３０により阻害されることを抑制でき、排気の効率を向上させ、さらには支持梁５２０及び試料台５０４下方の真空室５３２’内の阻害され乱された排気の流れを安定させるために必要な空間が抑えられ処理チャンバ部がより小型化され排気時間の短縮、ひいては処理の効率が向上する。さらに、上記の構成では、粒子が排気ゲートプレート５３０に付着することを抑制している。このことによりこの排気ゲートプレート５３０の交換や付着物除去等のメンテナンスの間隔を長くできる。
【０１２７】
図７を用いて、処理室部５００の内側の整備の作業を説明する。図７は、図５に示す処理室部の部品の取出しを説明する縦断面図である。処理室部５００内の内側チャンバ５０９の内外の空間の圧力が略同一であることが確認された後、放電室部１００１が開放される。まず、処理チャンバユニット１０３ａに電力が供給されていないことを確認した上で、放電室部１００１の上部に配置された電波源部５２５及びコイル５２７を含む磁場発生部と、下方の真空室部とともに真空容器構成する蓋部材５２７とその内側のアンテナ部材とを制御ユニット１０７内に配置したクレーンやリフター等の起重器を利用して上方に移動する。本実施例では、蓋部材５４２及びアンテナ部材とその下方のプレート５０３の上面とは、大気に露出されているので、これらの上方への移動は放電室５３２、真空室５３２’内側が減圧されている状態でも可能である。
【０１２８】
その後、プレート５０３、その下方の蓋下部リング５３７、シャワープレート５３４を上方に移動させ取り外す。さらに、放電室内側壁部材５３３を上方に持ち上げて取り外す。次に、放電室外側壁部材５３６、放電室ベースプレート５３５を上方に移動させる。本実施例では、これらはボルトで締結されて接続されており、これらを纏めて一度に移動させても良い。さらに、放電室ベースプレート５３５の搬送室１１２側の端部にはヒンジ部５４３が配置されており、このヒンジ部５４３を支点として、放電室ベースプレート５３５を、さらにはこれに接続された状態で放電室外側壁部材５３６を上方に持ち上げても良い。
【０１２９】
このようにして、放電室部１００１が上方に移動されて、放電室５３２、真空室５３２’が大気開放される。次に、真空室部１００２の内側の部材を取り外す。開放して大気暴露した外側チャンバ５１１の内側から上部の内側チャンバ５０９を上方に持ち上げて取出す。プロセスゲートバルブ５１３を外側チャンバ５１１内から取外すか、プロセスゲートバルブ５１３が内側チャンバ５０９から開放された状態にして内側チャンバ５０９を上方に持ち上げて取出す。その後、プロセスゲートバルブ５１３を取外し、外側チャンバ５１１外へ取出す。
【０１３０】
内側チャンバ５０９，５１０は、試料台５０４の支持梁５２０と支持ベース部材５２３を挟んで上下に分割されて配置されている。試料台５０４ブロックを一体で上方に持ち上げて外チャンバ５１１外へ取出した後、下部の内側チャンバ５１０を上方へ取外し、外側チャンバ５１１の内側側壁面を清掃あるいは修理等整備作業を行う。この作業について、図８を用いて説明する。
【０１３１】
図８は、図５に示す処理室部の部品の取出しを説明する縦断面図である。上記の通り、上部の内側チャンバ５０９を上方に取出して後、試料台５０４ブロックを持ち上げて処理室部５００外へ移動させる。この移動は、図示するように予め試料台ベースプレート５２４に設けられたヒンジ部５４３’を軸にしてこの試料台ベースプレート５２４につり下げ梁５０５で連結された試料台５０４をブロックごと上方に回転して良いし、クレーン等起重器で上方に持ち上げても良い。本実施例では、ヒンジ部５４３、５４３’は各々位置を変えて配置されているが、処理室部５００の搬送室１１２側に配置されており、処理室部５００の内側を開放して保守、点検、交換等を行う際に、担当者が作業を行うためのスペースを処理室部５００の周囲に確保している。さらには、試料台ベースプレート５２４は、その下方に吊下げ梁５０５によって繋がれた試料台５０４を有しており、ヒンジ５４３’を支点に回転させて持ち上げする場合の試料台５０４、支持梁５０５の通る空間を確保しなければならないが、ヒンジ部５４３’を搬送室１１２側に配置することで真空室部１００２を小型化でき、搬送室１１２から試料を搬送するため搬送室１１２内に配置された試料搬送装置５０６のロボットアームの大きさを小さくして搬送室１１２を小型化できる。これにより装置の設置面積をより小さくすることができる。更には、搬送室１１２の上面にこれらヒンジにより持ち上げられた部材を載せておく、或いは支持する部材を配置できるので、作業の効率や安全性が向上する。
【０１３２】
試料台５０４のブロックを取出して後に下部の内側チャンバ５１０を取出す。取出された上下の内側チャンバ５０９，５１０は清掃、修理等の整備を受けるか、あるいは新しい部品と交換される。さらにこれら内側チャンバ５０９，５１０を取出した後、外側チャンバ５１１，５１２の内側側壁面を清掃し、必要に応じて修理等整備を行う。また、同様に排気バルブも必要に応じ整備、交換する。これらの作業を行った後、以上説明した手順と逆の手順で組み立てられる。蓋５０３を処理室部５００に取り付け後、各ガスや冷媒、電力のラインを接続する。
【０１３３】
このように、本実施例では多重のチャンバの内のチャンバの外側のゲートと対向する位置にゲートとこれを開放、閉塞するバルブを備えている。外側のゲートをバルブを閉じて閉塞している際には処理室内内側を大気開放することで処理室を取外し、あるいは部品の取付、取外しが可能である。こうして、ユニットの処理室部の取付または取外しを他のユニットの処理室で処理を行いつつ実施できる。
【０１３４】
また、内側チャンバの内外を同じ圧力に調整、維持可能であり、内側チャンバ部材を軽減し取付または取外し作業が容易となり作業効率が向上しひいては装置の稼働効率が向上する。
【０１３５】
また、内側チャンバが上下に分割されており、取り扱いが容易となり、作業時間を低減し、装置の稼働効率が向上する。試料台をブロックとして取り扱い可能であり、作業頻度の相対的に低い部分はブロックとして纏めて移動させ、作業効率を向上させる。
【０１３６】
また、試料台の下方に、特に直下方に排気手段が配置され、プラズマ等の処理室内粒子の排気の経路が曲がることを抑制できる。これにより排気速度が向上し、作業時間が短縮され装置本体の稼働効率が向上する。さらには、試料台下方に複数枚のシャッタを備える排気バルブを備え、試料台下方での排気のバッファ空間が低減され排気時間がさらに低減される。
【０１３７】
また、試料台の支持梁はこの試料台を中心として略軸対象に配置され試料台下方の排気手段に対して排気の経路をより直行化できる。さらには、試料台の周囲を通る排気経路の長さに差異が生じることを抑制し、処理室内のプラズマ等の粒子の流れを均一化し試料台上のウエハ上方の粒子の密度がより均一化されウエハの処理が安定する。
【符号の説明】
【０１３８】
101…大気側ブロック
102…処理ブロック
103,104…処理ユニット
105…搬送ユニット
106…フレーム
107…制御ユニット
108…筐体
109…ウエハカセット
110…ダミーカセット
111…位置合せ部
113…ロック室
201…接続インターフェース
202…表示部
203…供給路
401,402…アクセスドア
500…処理室部
501…プロセスガスライン
502…プロセスガス遮断バルブ
504…試料台
506…試料搬送装置
507…排気バルブ
508…排気ポンプ
509,510…内側チャンバ
511,512…外側チャンバ
513…プロセスゲートバルブ
514…大気ゲートバルブ
515…大気開放バルブ
520…支持梁
521…駆動手段
522…駆動手段
523…支持ベース部材
524…外側蓋。
【図１Ａ】
2010050479.tif 000003
【図１Ｂ】
2010050479.tif 000004
【図２Ａ】
2010050479.tif 000005
【図２Ｂ】
2010050479.tif 000006
【図３Ａ】
2010050479.tif 000007
【図３Ｂ】
2010050479.tif 000008
【図３Ｃ】
2010050479.tif 000009
【図３Ｄ】
2010050479.tif 000010
【図４】
2010050479.tif 000011
【図５Ａ】
2010050479.tif 000012
【図５Ｂ】
2010050479.tif 000013
【図６】
2010050479.tif 000014
【図７】
2010050479.tif 000015
【図８】
2010050479.tif 000016
【図９】
2010050479.tif 000017
【図１０】
2010050479.tif 000018
【図１１】
2010050479.tif 000019
【図１２Ａ】
2010050479.tif 000020
【図１２Ｂ】
2010050479.tif 000021
【図１３Ａ】
2010050479.tif 000022
【図１３Ｂ】
2010050479.tif 000023
【図１４】
2010050479.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月25日(2009.11.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するために、減圧される真空容器の内部に配置されその上に処理対象の試料が載置される試料台と、この試料台と前記真空容器との間で該試料台の側方を囲んで且つ前記真空容器と空間を空けて配置されその内側で形成されるプラズマと面する円筒形状の内側壁部材と、この内側壁部材の上端部の周緑に配置され外周側に延在するフランジ部と、前記内側壁部材の内側を減圧するための排気手段と、前記真空容器を構成し前記内側壁部材の前記フランジ部の上方に配置されて前記真空容器内が減圧された状態で前記フランジ部の上面に対して下方に押圧する力とともに前記真空容器に対して下方に押圧する力を伝達してこの真空容器の内部と外部との間を封止する上方の部材と、前記真空容器を構成し前記フランジ部の下方に配置され前記フランジ部の下面と接して前記内側壁部材を支持する下方の部材と、前記フランジ部上に配置され前記上方の部材の下面と前記フランジ部上面との間で前記力を受けて前記真空容器の減圧される内側と外側とを封止する第１のシールと、前記下方の部材と前記フランジ部の下面との間で前記力を受けて前記真空容器の内側の前記内側壁部材との間の空間と前記真空容器の外側との間を封止する第２のシールとを備えたプラズマ処理装置とした。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本実施例において、これら処理ユニット１０３，１０３’及び１０４，１０４’と、搬送ユニット１０５とを含んで構成される処理ブロック１０２は、大きく上下に分けられ、それぞれ、その内側が減圧されて被処理対象の半導体ウエハ等の試料が取り扱われるチャンバ部と、このチャンバ部の下方に配置されてこれを支持しており、これらチャンバに必要な機器が内側に配置されるフレーム１０６で構成されている。さらには、前記処理ユニットは、処理室を内側に含むチャンバ部及びこの処理室に対応したユーティリティを収納するベッド部とに分けられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
ここで、処理室部５００の真空室部１００２の外壁を構成して上下に配置された外側チャンバ５１１，５１２の内側に１つ以上のチャンバが配置されており、一方が他方の内側に配置された多重チャンバとなっている。本実施例では、内外２つのチャンバを有している。すなわち、上部外側チャンバ５１１の内側に内側チャンバ５０９が、下部外側チャンバ５１２の内側に内側チャンバ５１０が備えられている。つまり、上下２つの内側チャンバ５０９，５１０が備えられている。試料台５０４は内側チャンバ５０９，５１０の内側に配置されており、最も内側のチャンバの内部は、プラズマが形成され、ガス、反応生成物が流れて排気される真空室５３２’を構成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
この真空室５３２’は上方の放電室５３２と連通するとともに、説明するように内側チャンバ５０９と外側チャンバ５１１の間の空間と連通可能に構成され排気手段により減圧されるとともに、試料の処理の際に放電室５３２内のプラズマ、ガス、反応生成物が移動できるように配置されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
本実施の例では、真空室を構成する壁の表面の温度を調節して、その表面とプラズマやこれに含まれる粒子、ガス、反応生成物との相互作用を調節している。このようにプラズマとこれに面する真空室の壁面との相互作用を適切に調節することで、プラズマの密度や組成等プラズマの特性を所望の状態にすることができる。一方、本実施例の構成では真空室部１００２を構成する内側チャンバ５１１、外側チャンバ５１２の間には排気手段により減圧されて高い真空度に維持される空間が有り、このため真空室５３２’を構成する内側チャンバ５１１の温度を調節するには工夫が必要となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
さらに、放電室外側壁部材５３６はその外周に沿って外周側に延在したフランジ部を有し、このフランジ部の下面と放電室ベースプレート５３５の内周端部の上面とが対向して接触して接続されている。両者は、放電室ベースプレート５３５上方から挿入されたボルトにより締結されている。この構成により、より大きな接触面積を得られ、押し付け力、熱を下方により効率良く下方に伝達でき、導電性も向上する。なお、本実施例では、放電室部外側壁部材５３６は熱伝達、導電性及び処理中の汚染等を配慮してアルミで構成されるが、放電室ベースプレート５３５は内部を熱伝達媒体が通流することから熱伝達、導電性とともに腐食を考慮してＳＵＳの部材で構成されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
放電室ベースプレート５３５の下方には、上部内側チャンバ部材５０９が配置され、これらの間には、これら各々と接触して接続される中間部材５０９’が配置されている。なお、この中間部材５０９’は放電室５３２または真空室５３２’に面してこれらを区画する壁面を構成しており、プラズマ或いはガス、反応生成物に面する。この中間部材５０９’は放電室内側壁部材５３３の下端部の外周側にこの外周に沿って配置されたリング状の形状を有し、所定の大きさの幅を有するフランジ部を内周側と外周側とに有し、これらを繋げる段差部を有している。内周側のフランジ部は上部内側チャンバ５０９の上端と放電室内側壁部材５３３下端部との間に配置され、これらと接続する、中間の部材となっている。ここで内側フランジ部は、その内周端の端面で放電室内側壁部材５３３の下端外周面と接触し、内側フランジ部上面で放電室外側壁部材５３６の下面と接触し、接続されている。内側フランジ部上面と放電室外側壁部材５３６との接触面の外周側には、シールが配置されており、処理室外部の大気側と内側との間を封止している。この構成では、これらの接触面の内側の大部分は放電室５３２、真空室５３２’が減圧されるに伴って減圧され、接触面両側の部材の熱伝達が阻害される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
なお、放電室ベースプレート５３５をその下方に配置された試料台ベースプレート５２４に対してボルト等を用いて締結するさいに、上部内側チャンバ５０９を下方に押し付ける押圧力が掛かるとともに、そのフランジ部と接触して接続された部分で押し付けられる試料台ベースプレート５２４と上部内側チャンバ５０９の下部と接触して押し付けられる試料台５０４の支持ベース部材とに略垂直な方向に押圧力が掛かるよう、予め吊下げ梁５０５及びこれに支持された支持ベース部材５２３とがわずかな距離上方に浮いた状態となるように弾性を有する弾性リング５３８が、試料台ベースプレート５２４と吊下げ梁５０５の上部との間に配置されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
上記のように、内側チャンバ５０９の内外が略同圧となるまで調整、あるいは維持可能な構成を備えるので、チャンバ部材の厚さが抑制される。このため、内側チャンバ５０９の重量が軽減され取外し等取り扱い作業が容易となり、作業時間が低減され装置の稼働効率が向上する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
試料台５０４のブロックの下方に下側の内側チャンバ５１０が配置されており、この内側チャンバ５１０の中央側部分には開口が配置されている。この開口部は内側チャンバ５１０の下方であって試料台５０４の下方に配置された排気バルブ５０７や排気ポンプ５０８を備えた排気手段と連通しており、試料台５０４の周囲を流れる内側チャンバ５０９内のガスが通流する部分である。つまり、試料台５０４周囲の支持梁５２０同士の間の空間と試料台５０４下方の内側チャンバ５１０内の空間が処理室部５００内の処理ガス、プラズマ中の粒子や反応生成物の粒子が流れて排気される排気経路となっている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
処理室部５００の排気手段である排気バルブ５０７は、その下方に配置された排気ポンプ５０８と内側チャンバ５１０の内側の空間との間を連通あるいは遮断することのできる板状のシャッター複数を備え、このシャッターを回転させて開口している排気通路面積を可変に調節して排気流量や速度を調節するシャッター式排気バルブである。このように、本実施例では、排気手段が試料台５０４の下方、特に直下方に配置されている。そして、内側チャンバ５０９内の試料台５０４の上方の空間内のプラズマや処理ガス、反応生成物は試料台５０４の周囲とその下方の内側チャンバ５１０内の空間を介して排気バルブ５０７までの排気経路を流れる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
複数の支持梁５２０は試料台５０４を中心の軸に略軸対称の位置に配置されており、各支持梁同士の間の空間を流れて試料台５０４直下方の排気バルブ５０７までの流れる各々の排気経路の長さは略等しくなるように構成されている。このため、試料台５０４上方のプラズマ中のガスや荷電粒子、反応生成物の流れは試料台５０４あるいはこの上に載置される略円板形状の試料であるウエハの周方向についてより均一に近くなり、このウエハ上方の空間においてプラズマ中の上記物質の粒子の分布はより均一となる。このため、ウエハの処理がより均一化される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
また、試料台の支持梁はこの試料台を中心として略軸対称に配置され試料台下方の排気手段に対して排気の経路をより直行化できる。さらには、試料台の周囲を通る排気経路の長さに差異が生じることを抑制し、処理室内のプラズマ等の粒子の流れを均一化し試料台上のウエハ上方の粒子の密度がより均一化されウエハの処理が安定する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧される真空容器の内部に配置されその上に処理対象の試料が載置される試料台と、
この試料台と前記真空容器との間で該試料台の側方を囲んで且つ前記真空容器と空間を空けて配置されその内側で形成されるプラズマと面する円筒形状の内側壁部材と、
この内側壁部材の上端部の周緑に配置され外周側に延在するフランジ部と、
前記内側壁部材の内側を減圧するための排気手段と、
前記真空容器を構成し前記内側壁部材の前記フランジ部の上方に配置されて前記真空容器内が減圧された状態で前記フランジ部の上面に対して下方に押圧する力とともに前記真空容器に対して下方に押圧する力を伝達してこの真空容器の内部と外部との間を封止する上方の部材と、
前記真空容器を構成し前記フランジ部の下方に配置され前記フランジ部の下面と接して前記内側壁部材を支持する下方の部材と、
前記フランジ部上に配置され前記上方の部材の下面と前記フランジ部上面との間で前記力を受けて前記真空容器の減圧される内側と外側とを封止する第１のシールと、
前記下方の部材と前記フランジ部の下面との間で前記力を受けて前記真空容器の内側の前記内側壁部材との間の空間と前記真空容器の外側との間を封止する第２のシールとを備えたプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記真空容器の内側に配置され前記内側壁部材の下端部下方でこれと隣り合って位置する部材とを備えたプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、前記真空容器の側壁部材に前記真空容器内が減圧された状態で前記フランジ部の下面から下方に押圧する前記力が伝達され減圧された前記内側壁部材の内側及び前記真空容器の内側の前記内側壁部材との間の空間の真空度が維持されるプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つに記載のプラズマ処理装置であって、前記内側壁部材の側壁に配置され前記試料がその内部を通過する開口と、前記内側壁部材の内側及び前記真空容器の内側の前記内側壁部材との間の空間に配置され前記開口を開放または閉塞して気密に封止する弁とを備えたプラズマ処理装置。